六自由度多關(guān)節(jié)坐標(biāo)測(cè)量?jī)x哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)論文(編輯修改稿)
2025-06-29 17:30 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 他關(guān)節(jié) 外 徑 不大于 50mm 。 5) 本設(shè)計(jì)關(guān)節(jié) 關(guān)節(jié) 2 處軸外伸出軸承 10mm，空心軸內(nèi)徑 12mm、外徑 17mm，軸承均采用型號(hào)為 7203c的角接觸球軸承，關(guān)節(jié)外殼外徑均為 56mm。 6) 為了設(shè)計(jì)方便，關(guān)節(jié) 5 和 6處的各部分結(jié)構(gòu)采用相同的尺寸與型號(hào)，空心軸內(nèi)徑 10mm，外徑 15mm，軸外伸出軸承 10mm，外殼外徑 51mm，軸承均采用型號(hào)為 7202c 的角接觸球軸承。 7) 測(cè)量?jī)x每個(gè)關(guān)節(jié)處均有一個(gè)編碼器，共六個(gè)編碼器，編碼器軸與關(guān)節(jié)鋼軸用套筒 相連，并用緊定螺釘固定；編碼器外殼用彈性鋼片與關(guān)節(jié)外殼相連。 8) 為了平衡由于重力產(chǎn)生的力矩，本設(shè)計(jì)在關(guān)節(jié) 2 處裝有扭簧，扭簧采用琴鋼絲材料制作，簧絲直徑為 d=，中徑 D=，圈數(shù) n=11。扭簧固定在兩塊扭簧蓋上，扭簧蓋分別固定在關(guān)節(jié) 2外殼及軸臂連接件上，并使扭簧具有一定的預(yù)緊力。 9) 測(cè)量?jī)x測(cè)頭處用測(cè)頭連接件將測(cè)頭外殼與關(guān)節(jié) 6 外殼相連，測(cè)尖哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 8 使用螺紋連接與測(cè)頭外殼相連，測(cè)頭處的按鍵用帶有螺紋的擋圈將按鍵固定。 2. 關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 關(guān)節(jié)部件是整個(gè)測(cè)量?jī)x的關(guān)鍵，它是一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)，由軸、軸承、外殼、光電編碼器、連軸結(jié)、其他連接件組成。 它的連接直接影響了測(cè)量?jī)x的靈活性，所以，關(guān)節(jié)的外殼選擇了密度較小的硬鋁合金，各個(gè)關(guān)節(jié)的連接采用了相同的固定方式： 圓柱與圓柱相貫的 連接方式。這樣既有利于測(cè)量?jī)x的牢固，又有利于儀器本身的靈活性。同時(shí)也要考慮以下幾點(diǎn)： 1) 軸采用空心軸，便于電氣線(xiàn)路穿過(guò)； 2) 選擇軸的材料，對(duì)軸進(jìn)行受力分析，根據(jù)分析結(jié)果，確定空心軸的外徑、內(nèi)徑和軸的支承點(diǎn)； 3) 選擇軸承（考慮軸承的精度和承載能力），一般選擇角接觸軸承，另外，注意角接觸軸承 的安裝方向以及縮緊裝置的設(shè)計(jì)； 4) 對(duì)于底下兩個(gè)關(guān)節(jié)來(lái)說(shuō)，由于受力最大，為減少軸的形變，可以加 1到 2個(gè)端面止推軸承； 5) 考慮旋轉(zhuǎn)軸系與外購(gòu)傳感器的聯(lián)接； 6) 其他連接件與軸的聯(lián)接，重點(diǎn)考慮如何保證同軸度、垂直度等位置公差，以便測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)參數(shù)準(zhǔn)確。 編碼器 作為 坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)測(cè)量?jī)x功能的核心部件，在該器件的選擇上，我選擇使用了如下圖所示的編碼器 （ DKE40S系列編碼器） ，其與軸與殼間的連接簡(jiǎn)單，且型號(hào)多樣適合作為本設(shè)計(jì)的使用器件。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 9 圖 2 DKE40S系列編碼器 三、 關(guān)鍵結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì) 關(guān)節(jié) 1 軸的下端與編碼器相連，因?yàn)槭茌S向與徑向力較小，用 2 個(gè)錐端緊定螺釘固定。左端軸的右側(cè)有一個(gè)圓盤(pán)形突臺(tái)，他與軸承隔圈配合使軸承沒(méi)有軸向移動(dòng)，再往左的圓盤(pán)上有 4個(gè)對(duì)稱(chēng)的螺紋孔，它們與上面的軸壁連接機(jī)構(gòu)用內(nèi)盤(pán)頭螺釘固定。軸的內(nèi)外徑要保證 的同軸度，圓盤(pán)與軸外壁保證 的垂直度。如下圖 ： 首先確定軸 2的直徑：臂采用空心鋁合金管，選擇壁厚為 3mm 的鋁合金管，直徑定為 50mm。 臂的質(zhì)量： 體積 V=(252 ?222) 300 =132822mm3 密度 / cm? ? 質(zhì)量 m= ρV = 關(guān)節(jié)看做實(shí)心硬鋁材料，直徑為 50mm。 關(guān)節(jié)的質(zhì)量： 體積 2 3 3V 25 3 .14 120 2355 00 m m 235 .5c m? ? ? ? ? 密度 ??=質(zhì)量 m= 軸 2的計(jì)算過(guò)程 （ 1）水平力矩 M1 = FL = 2 600mm = ?m （ 2）上臂力矩 M2 = F L = = ? m (3)關(guān)節(jié) 1力矩 M3 = F L = = ? m 哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 10 (4)關(guān)節(jié) 2力矩 M4 = F L = ( +70) = ?m （ 5）前臂力矩 M5 = F L = ( +70) = ?m （ 6）關(guān)節(jié) 5 M6 = ( +70) = ? m （ 7）關(guān)節(jié) 6 M7 = ( +140)mm = ?m
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